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  1. #1
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    Standard Schalter für das Bordnetz mit Halbleiter

    Hallo Ihr, hier eine Frage an die Elektroleute. Ich möchte mein gesamtes Bordnetz (ohne Anlasser) statt mit einem mechanischen Schalter oder einem Relais nur mit einem Halbleiter(BTS555 :https://www.infineon.com/dgdl/Infine...5aa3f57e5e103e) schalten.

    Am mechanischen Schalter stört mich, daß er entweder (relativ unzugänglich) bei den Akkus sein muß, oder lange, dicke Leitungen zur Schalttafel braucht. Zudem ist er ziemlich teuer. Der Vorteil wäre, er verbraucht keinen Strom.

    Das Schalten mit einem großen Relais (die bisher übliche Methode), vermeidet zwar die dicken, langen Leitungen, der Schalter verbraucht jedoch im Einschaltzustand eine nicht unerhebliche Menge Strom. Das könnte fatal sein, wenn es mal knapp zugeht.

    Der BTS555 hat eigentlich alle Vorteile beieinander und übernimmt gleichzeitig noch die Funktion der Sicherung und des Shunts. Zudem sind seine elektrischen Werte (Übergangswiderstand) weitaus besser als die der Schalter oder Relais. Was mich verunsichert, ist daß es eine neue Technik ist, und ich mit Hochstromhalbleitern sehr zwiespältige Erfahrungen habe. Zudem ist das eine sensible Stelle, die große Probleme machen kann, wenn es nicht funktioniert.

    Was denkt Ihr darüber?

    Vielen Dank
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  2. #2
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    Also mit MOS-FET's habe ich gute Erfahrungen beim Eigenbau von Tauchlampen gemacht.
    Über Magnetschalter konnte ich mit einem BUZ11 oder BUZ15 fast verlustfrei sehr hohe Ströme schalten.
    Aber mit so einem Bauteil an Bord, mit 1mm Beinchen dann 10mm2 Kabeldurchmesser weiter zu Deiner Schalttafel...ich würde es nicht machen.
    Ich liebe meinen mechanischen Umschalter, der auch noch 1+2, 1 oder 2 und natürlich OFF bietet.
    Auch nach einem eventuellen Blitzeinschlag mit induktiven Spannungsspitzen wäre ich so handlungsfähig.
    Es gibt die Dinger ja auch von Philippi fernsteuerbar...
    Wenn ich auf 3-4 Wochen lang auf Segeltörn bin, ist der Hauptschalter sowieso durchgehend an...ansonsten kann ich auch mal
    aufstehen und zu dem Schalter gehen.

    Grüße Marian

    P.S. Wenn Du den BTS555 auch als Shunt benutzen möchtest, ein Shunt muss in den Masse-Zweig!
    Geändert von Abyss (28.02.2018 um 10:36 Uhr)

  3. #3
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    Google mal den Namen Nigel Calder. Der Mann hat mal sein Schiff komplett neu verkabelt und dabei die Bustechnologie aus dem Autobau genutzt. Von Ihm sind auch mehrere Erfahrungsberichte in YM und PBO gedruckt worden.

  4. #4
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    Hallo Abyss, ursprünglich ist auf meinem Schiff ein Batteriehauptschalter ("Nato-Knochen") installiert, der aber schlecht zugänglich ist, weil sinnvollerweise am Batteriekasten angebracht. Ich habe es mir aber zur Gewohnheit gemacht, das gesamte Bordnetz auszuschalten, wenn es nicht gebraucht wird, z.B. wenn niemand an Bord ist (im Hafen oder vor Anker, im Winterlager sowieso), um schleichende Entladung der Akkus zu verhindern und die Brandgefahr zu minimieren. Das ist bisher sehr unbefriedigend, und ich möchte es verbessern, weil ich ohnehin die ganze Elektrik reorganisiere. Mein erster Gedanke war ein dickes Relais, das braucht jedoch über 100mA, und das halte ich als ständigen Extraverbraucher nicht für tolerabel.

    Andererseits hat der BTS555 Daten, die jeden Schalter oder Relais schlecht aussehen lassen: Nennstrom 165A, automatische Strombegrenzung 520A, Übergangswiderstand 2,5mOhm, Eigenstromverbrauch bei ON 25uA, einen Strommessausgang.
    Das Ersetzt nicht nur den Schalter, sondern auch die Sicherung und den Shunt. Also an der Stelle des Hauptschalters die eierlegende Wollmilchsau. Ich würde natürlich den Nato-Knochen zur Sicherheit drinlassen)

    Bei dem BTS555 geht der Strom durch die Kühllasche + 1 Bein rein und zu 2 parallel geschalteten Beinen wieder raus. Und wenn Siemens (Infineon=Siemens) 165A ins Datenblatt reinschreibt, muß ich das glauben.

    Ich habe ohnehin bei meinem Elektrokonzept die Großverbraucher wie Anlasser und Ankerwinsch abgetrennt und mit je einer separaten Batterie versorgt. Der größte, noch übrigbleibende Verbraucher ist das Funkgerät, das wird den BTS555 nicht überfordern.

    Was mir jedoch gehörige Sorgen macht, ist der Blitzschutz. Meine Errfahrung ist, daß Halbleiter allgemein heimlich, still und leise den Löffel abgeben, lange bevor ein Blitz eingeschlagen hätte. Nun ist bei Hochstromanwendungen der Überspannungsschutz schwierig bis unmöglich. Da ist vielleicht die Lösung, ein oder mehrere Reservebauteile mitzunehmen.

    Ich weiß nicht, ich bin noch unentschlossen!
    Vielen Dank
    nw
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  5. #5
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    Hallo Sucher,

    ich würde auf keinen Fall den mechanischen Hauptschalter ersetzen. Wenn würde ich den MOSFET zusätzlich reinsetzen.

    Die wichtigste Funktion eines Hauptschalters ist in meinen Augen, im Falle eines Kurzschlusses sofort das ganze Schiff stromlos schalten zu können. Besonders im Falle eines Schwelbrandes oder eines Wassereinbruchs.

    Was absolut niemals geschehen darf, ist dass der Hauptschalter selbst einen Kurzschluss produziert. Dann kannst Du eigentlich gleich in die Rettungsinsel. Zumindest wirst Du dann hektisch die Batteriekabel mit dem Bolzenschneider durchschneiden und darauf hoffen, dass die Batterien nicht in die Luft gehen, während Du an den Kabel rumfummelst.

    In der Spezifikation steht was von Kurzschluss-Protection ... aber ob das nach einem Blitzschlag auch noch gilt, würde ich anzweifeln.

    Also: Wenn mit MOSFET, dann muss zwischen Batterien und MOSFET noch irgendwas mechanisches rein.

    Eine andere Frage wäre, auf was für eine Art Platine man den MOSFET lötet. Ich stelle mir das gerade bildlich vor: Der Strom geht vom fingerdicken Batteriekabel auf eine wenige Mikrometer dicke Leiterbahn, um dann durch die dünnen Beinchen des MOSFET zu laufen ...
    Geändert von Barracuda (28.02.2018 um 11:40 Uhr)

  6. #6
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    Ich gebe da @Barracuda völlig Recht und sehe das genauso. Bei mir läuft alles über den
    mechanischen Hauptschalter, sogar der Anlasser.
    (Im Notfall könnte ich so von der 2. Batterie starten)
    Wie schon erwähnt, bleibt auf den Törns der Strom immer eingeschaltet, der "Wassereinbruchsalarm" und der Kühlschrank
    wollen ja versorgt werden. Außerdem gibt es eine Solaranlage, so dass die Batterien nie tiefentladen werden.
    Und da wir meistens ankern, brauche ich auch die Ankerlaterne.
    Ich möchte Dir den MosFet nicht ausreden, aber wie möchtest Du ein 10mm2 Kabel auf ein 1mm Beinchen des MosFets bringen. Kauf Dir das Bauteil und versuche zu Hause erst mal damit Erfahrungen zu sammeln. (Versuchsaufbau mit Netzteil oder Autobatterie und 12V Verbraucher wie Scheinwerfer) Und der Shunt muss (!) in den Massezweig! Viele angeschlossene Verbraucher mögen das nicht anders. Ich hatte früher mal den Shunt im Plus-Zweig und wunderte mich über völlig falsche Werte...
    Grüße Marian

  7. #7
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    Hallo Barracuda, ja, das habe ich sowieso in jedem Fall vor,den mechanischen Hauptschalter ("Nato-Knochen" drin zu lassen, um eben im Notfall eine schnelle Abschaltmöglichkeit zu haben. Aber ich möchte nicht jedesmal da ran müssen, bloß weil ich das Schiff verlassen will. Da hätte ich dann schön übersichtlich und bequem zugänglich den Hauptschalter an der Schalttafel.
    Beim mechanischen Aufbau des Schalters muß man einige Ungereimtheiten überwinden, was insbesondere die Strombelastbarkeit betrifft. So habe ich mal gelernt, daß man eine Schraube M4 mit höchstens 30A belasten darf, was sich weitgehend mit den Vorschriften deckt http://www.eaton.com/ecm/groups/publ.../ct_172059.pdf . Wie Infineon die 165A durch die M4 Befestigungsschraube durchbringt, weiß ich auch nicht. Andererseits ist der Anschlußbolzen der +Leitung am Anlasser M8, das ist nach VDE auch nicht zulässig, geht aber doch.
    Die PowerMosFet's haben richtig flächige Chips von vielen mm², und sicher mehr als einen Bondingdrahthttps://www.digikey.my/-/media/Image...f-ca0f16bc3b70. Zudem sind diese Leitungen sehr kurz, werden daher thermisch wenig belastet. Wenn es nicht ginge, schriebe Infineon das nicht ins Datenblatt!

    Den mechanischen Aufbau des Schalters sehe ich nicht als große Schwierigkeit, abgesehen von der Strombelastbarkeit, für die Infineon geradesteht.

    Ähnliche Probleme gibt es übrigens auch mit Diodensplittern, oder auch mit den Splittern mit PowerMosFets,

    Vielen Dank
    nw
    Geändert von sucher (28.02.2018 um 14:00 Uhr) Grund: Dreckfehlerse
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  8. #8
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    Hallo sucher, also ein Diodensplitter hat solche Anschlüsse, siehe Fotos - und kann nicht mit dem BTS555 verglichen werden.
    Andererseits schaltest Du ja wirklich nur Deine Funke/Beleuchtung...u.s.w. Das sollte schon klappen. Bei mir kommen in Spitzenzeiten schon mal 20A zusammen: (Kühlbox an, 2x Smartphone wird geladen, Videokamera wird geladen, einige Lampen an, Navi-Notebook, Kartenplotter und sonst noch was...)
    Auch habe ich noch einen 1000W Sinus-Wandler, der hängt auch hinterm Umschalter.
    Grüße Marian
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  9. #9
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    Hallo Abyss, was Du an dem Diodensplitter von außen siehst, ist nicht der Innere Anschluß des Halbleiters! Tatsächlich gibt es Dioden, bei denen der Bondingsdraht richtig dick ist (Ich weiß das weil ich mal bei einem Hersteller gearbeitet habe). Bei den Splittern mit Mosfets kann es sich nur um die üblichen Halbleitergehäuse wie TOxxx handeln, weil es nichts anderes gibt. Selbst wenn das in Module eingegossen ist, sind innen die normalen Transistoren drin.
    Bei meinem elektrischen Konzept habe ich alle Hochstromverbraucher mit separaten Batterien versorgt. Dadurch sind diese Verbraucher mit ihren normalen Relais angeschlossen, ohne irgendwelche Zwischenschalter. Der zugehörige Laststrom läuft daher nicht über den fraglichen Hauptschalter. Seit LED spielt der Strom für die Beleuchtung sowieso keine Rolle mehr, selbst wenn alle übrigen Verbraucher gleichzeitig eingeschaltet sind, werden die 165A wohl kaum zusammenkommen.
    Allerdings scheint es nicht möglich zu sein, den BTS555 rückwärts zu betreiben, d.h. Ladeströme müssen einen anderen Weg gehen und können da nicht mitgemessen werden.
    Als Überspannungsschutz fällt mir nur ein paar 16V Zenerdioden und Klappkerne gießkannenmäßig über das ganze Netz verteilt ein.
    Viele Grüße
    nw
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  10. #10
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    Das wäre eine fertige Lösung, sogar mit eingebautem mechanischen Schalter:

    https://www.svb.de/de/blue-sea-syste...eschalter.html

    Nur nicht ganz billig ...

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